化學(xué)鍍鎳與電鍍鎳工藝及相互之間的區(qū)別

1、化學(xué)鍍鎳與電鍍鎳工藝及相互之間的區(qū)別1 電鍍鎳 電鍍是一種電化學(xué)過程，也是一種氧化還原過程。電鍍鎳是將零件浸入鎳鹽的溶液中作為陰極，金屬鎳板作為陽極，接通直流電源后，在零件上就會沉積出金屬鎳鍍層。電鍍鎳的配方及工藝條件見表1。 電鍍鎳的工藝流程為：清洗金屬化瓷件；稀鹽酸浸泡；沖凈；浸入鍍液；調(diào)節(jié)電流進行電鍍； 自鍍液中取出；沖凈；去離子水設(shè)備煮；烘干。 表1 電鍍鎳的配方及工藝條件 成分含量/g/L 溫度 /0C PH值 電流密度 /A/dm2 硫酸鎳 硫酸鎂 硼酸 氯化鈉 100-170 2130 1430 412 室溫 56 0.5 電鍍鎳的優(yōu)點是鍍層結(jié)晶細致，平滑光亮，內(nèi)應(yīng)力較小，與陶瓷

2、金屬化層結(jié)合力強。電鍍鎳的缺點是：受金屬化瓷件表面的清潔和鍍液純凈程度的影響大，造成電鍍后金屬化瓷件的缺陷較多，例如起皮，起泡，麻點，黑點等；極易受電鍍掛具和在鍍缸中位置不同的影響，造成均鍍能力差，此外金屬化瓷件之間的相互遮擋也會造成瓷件表面有陰陽面的現(xiàn)象；對于形狀復(fù)雜或有細小的深孔或盲孔的瓷件不能獲得較好的電鍍表面；需要用鎳絲捆綁金屬化瓷件，對于形狀復(fù)雜、尺寸較小、數(shù)量多的生產(chǎn)情況下，需耗費大量的人力。 2 化學(xué)鍍鎳 化學(xué)鍍鎳又稱無電鍍或自催化鍍，它是一種不加外在電流的情況下，利用還原劑在活化零件表面上自催化還原沉積得到鎳層，當(dāng)鎳層沉積到活化的零件表面后由于鎳具有自催化能力，所以該過程將自動

3、進行下去。一般化學(xué)鍍鎳得到的為合金鍍層，常見的是Ni-P合金和Ni-B合金。相較Ni-P合金而言，NiB合金的熔焊能力更好，共晶溫度高，內(nèi)應(yīng)力較小，是一種更為理想的化學(xué)鍍鎳方式。但本文著重討論的是Ni-P合金鍍層。 化學(xué)鍍鎳的配方及工藝條件見表2。 表2化學(xué)鍍鎳的配方及工藝條件 成分含量/g/L 溫度 /0C PH值 硫酸鎳 次磷酸鈉 檸檬酸鈉 氯化銨 4550 4560 2030 58 85 9.5 化學(xué)鍍鎳的工藝流程為：清洗金屬化瓷件；去離子水設(shè)備沖洗；活化液浸泡；沖凈；還原液浸泡；浸入鍍液并不時調(diào)節(jié)pH值；自鍍液中取出；沖凈；去離子水設(shè)備煮；烘干。 化學(xué)鍍鎳的優(yōu)點是不需要電流電源設(shè)備，厚

4、度均勻致密，針孑L少，均鍍性好，仿真能力強，能在復(fù)雜零件表面沉積，深鍍能力強，抗蝕性能好，鍍鎳的速度快，鍍層厚度可達1050,um，鍍層在燒氫后無起皮、鎳泡等缺陷。 化學(xué)鍍鎳的缺點是鍍層為非晶態(tài)的層狀結(jié)構(gòu)，雖然進行熱處理后，鍍層結(jié)晶化，其層狀結(jié)構(gòu)逐漸消失，但是對陶瓷一金屬封接件的抗拉強度有所降低；鍍液的成本高，壽命短，耗能大；鍍液對雜質(zhì)敏感，需經(jīng)常處理，因而使工藝的可操作性變的相對復(fù)雜。 3電鍍鎳與化學(xué)鍍鎳 31鍍鎳層厚度比較 兩種方法鍍鎳后鍍鎳層厚度情況比較見表3。 表3 化學(xué)鍍鎳與電鍍鎳的鎳層厚度比較 方法 電鍍 時間 平均 厚度/um 平均 偏差 c.o.v / % 最大值 最小值 化學(xué)

5、鍍鎳 電鍍鎳 25 min 40 min 4.23 4.26 0.582 0.938 13.76 22.02 5.33 6.36 3.34 2.83 32抗拉強度 拉力試驗以標(biāo)準(zhǔn)抗拉件為試樣，Ag焊料，抗拉強度見表4。 表4化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳抗拉件的抗拉強度比較 二次金屬化學(xué)式 化學(xué)鍍鎳/MPa 電鍍鎳/MPa 1 2 3 4 平均值 87.7 98.4 95.1 87.7 92.2 100.8 111.5 93.4 109.8 103.9 拉力試驗以88 mm X 183 mm管殼為試樣，采用三點法，HlAgCu28焊料，抗拉強度見表5。 表5化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳管殼的抗拉強度比較 二次金屬化方式

6、 編號 1 2 3 平均值 化學(xué)鍍鎳/MPa 1# 2# 265 240 169 210 255 145 229.7 198.3 電鍍鎳/MPa 3# 4# 315 340 130 172 166 144 203.7 218 33氣密性 作者曾在366×184 mm的陶瓷件上焊接30個08 mm的可伐針，焊接工藝為一次針封用Ag焊料，檢漏合格后進行二次焊接(HlAgCu28焊料)，再度檢漏合格后，將整個瓷封件置于-19680的溫度下進行溫度沖擊，每次循環(huán)30 rain，次數(shù)10次，最終檢漏以確定是否合格。在試驗中發(fā)現(xiàn)針封處的金屬化層在電鍍后經(jīng)常有局部的Ni層薄甚至沒有鎳層，而反復(fù)補鍍

7、后有些部位又呈現(xiàn)鎳色光亮，將該金屬化瓷件經(jīng)過鍍后燒氫的工藝處理后鎳色光亮部位出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。將電鍍鎳的工藝改成化學(xué)鍍鎳后，統(tǒng)計整個封接件氣密性的成品率數(shù)據(jù)見表6。 表6化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳的封接件氣密性的成品率 化學(xué)鍍鎳 電鍍鎳 一次針封 二次焊接 溫度沖擊 100 78 100 86 66 50 注：成品率的計算方法為經(jīng)下一道工序處理后合格瓷封件與上一道工序的百分比。 4 總結(jié) 綜上所述，作者來全面比較兩種鍍鎳方法各項性能的區(qū)別見表7。 表7化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳的各項性能比較 性能 化學(xué)鍍鎳 電鍍鎳 成本 工藝可操作性 工藝穩(wěn)定性 均鍍能力 深鍍能力 抗拉強度（以抗拉件計） 抗拉強度（以管殼計） 粘瓷

8、情況 焊料潤濕性 氣密性 耐磨性 耐蝕性 高 較復(fù)雜 差 好 好 90 MPa 120 MPa 少粘 好 好 好 好 低 簡單 好 差 差 90 MPa 120 MPa 少粘或粘 較好 好 一般 一般 由表7可知，化學(xué)鍍鎳工藝并不是盡善盡美的，但是該工藝所具有的均鍍能力和深鍍能力是電鍍鎳工藝所無法比擬的。目前，二次金屬化用化學(xué)鍍鎳工藝已在美國和韓國得到廣泛使用，而在國內(nèi)還僅限于印刷電路板和固體器件上的使用。相較兩種工藝在抗拉強度，氣密性等性能差別不大的情況下，針對電真空器件中日益復(fù)雜、細小的瓷件結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍍鎳工藝應(yīng)該逐步得到更廣泛的推廣使用。 電鍍零件常規(guī)價格 電鍍零件常規(guī)價格 一、吊鍍價格（

9、僅供參考，以時價為準(zhǔn)） 序號 鍍種 鍍層厚度（微米） 計量單位 單價：元 1 鋅 8-15 平方分米 0.40 2 鎳 8-15 平方分米 1.00 3 光亮鎳 8-15 平方分米 1.25 4 銅鋅合金 6-8 平方分米 0.60 5 銅錫合金 6-8 平方分米 0.60 6 金 0.1-0.5 平方分米 40.00 7 銀 6-8 平方分米 4.00 8 銅 10-20 平方分米 0.55 9 錫 8-10 平方分米 1.20 二、原材、型材鍍鋅價格：11.5元/Kg 三、滾鍍價格 序號 鍍種 鍍層厚度（微米） 計量單位 單價：元 1 鋅 6-10 平方分米 2.50 2 鎳 6-10 平

10、方分米 10.50 3 銅 6-10 平方分米 5.50 注：滾鍍鋅件以面積計價時，單件10dm²以下的價格5元，10dm²以上的，每增加1dm²加價0.25元， 例：20dm²價格為7.5元。滾鍍鎳件以面積計價時，單價10dm²以下的價格12.5元，10dm²以上的，每增 加1dm²加價0.6元，例：20dm²價格18.5元。 四、裝飾鍍鉻價格 序號 鍍種 鍍層厚度（微米） 計量單位 單價：元 1 光亮銅鎳鉻 10-20 平方分米 1.85 2 銅鎳鉻 10-20 平方分米 1.65 3 銅鎳仿金 10-20 平方分米 1.75 4 塑料電鍍 8-15 平方分米 1.75 五、鍍硬鉻價格 鍍層厚度（m） 元/10m.dm² 10絲 2 10100（每絲） 1.5 大于100（每絲） 0.7 六、發(fā)蘭、磷化、酸洗價格 種類 基體 元/Kg 元/dm² 發(fā)蘭 鐵 1.5 0.15 磷化 鐵 1.5 0.15 酸洗 鐵 0.65 0.15 酸洗 銅 2 0.25 酸洗鈍化 不銹鋼 0.3 七、研磨、拋光、光亮價格（元/dm²） 種類 研磨 拋光 光亮 一般 復(fù)雜 一般 復(fù)雜 一般 復(fù)雜 黑色金屬 0.3 0